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廢輪胎熱解油燃燒時(shí)氮氧化物含量高的原因

2022-11-10

廢舊輪胎經(jīng)熱解得到的輪胎油無外乎兩種利用方式:直接燃燒和進(jìn)一步蒸餾提質(zhì),廢輪胎熱解油整體作為燃料使用時(shí),其燃燒SOx的排放可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),而NOx的排放超過了一般標(biāo)準(zhǔn),造成這種結(jié)果的原因主要有以下三個(gè):

輪胎熱解油和柴油燃燒釋放的NOx濃度
燃料過量空氣系數(shù)NOx含量(ppm)
柴油1.198
1.583
1.961
550℃輪胎熱解油1.1656
1.5598
1.9430

一、溫度的影響

溫度對熱力NOx的影響是非常明顯的。在實(shí)際燃燒過程中,由于燃燒室內(nèi)的溫度分布是不均勻的,如果有局部的高溫區(qū),則在這些區(qū)域會(huì)生成較多的NOx,它可能會(huì)對整個(gè)燃燒室內(nèi)的NOx生成起關(guān)鍵性的作用。由于熱力NOx的生成大多在燃燒溫度高于1800K,而快速NOx的生成是在過量空氣系數(shù)小于1時(shí),因此,我們可以判斷其生成的NOx多為燃料NOx。

由于廢輪胎熱解油是輕質(zhì)、中質(zhì)和重質(zhì)餾分的混合物,燃燒時(shí)受熱不均勻,導(dǎo)致燃燒室內(nèi)的溫度分布是不均勻的,產(chǎn)生了局部的高溫區(qū),則在這些區(qū)域會(huì)生成較多的NOx,對整個(gè)燃燒NOx的排放起關(guān)鍵性的作用。

二、過量空氣系數(shù)的影響

過量空氣系數(shù)對NOx的影響也是非常明顯的。一般當(dāng)氧濃度增加時(shí),NOx增加的情況只有在空氣量小于理論空氣量時(shí)才會(huì)出現(xiàn)。這是因?yàn)樵诖饲闆r下,如果氧氣濃度再增加,將使NOx稀釋,并使燃燒溫度降低,因而使NOx降低,并且這種降低要比氧濃度增加而使NOx增加的影響大,所以這時(shí)總的NOx生成量是減少的。

三、燃料種類的影響

燃料性質(zhì)對氮氧化物排放的影響是非常重要的,這種影響是各種因素聯(lián)合作用的結(jié)果。第一,化石燃料中氮的存在形式差別是很大的,而且這種存在形式的差異會(huì)影響燃料型NOx的形式。第二,燃料中氮的含量因燃料的種類和產(chǎn)地的不同而異,即使燃料中含氮量相同,但不同的氮存在形式,其生成NOx的量可能會(huì)有差異,特別是在不同的燃燒形式下更是如此。但總體而言,燃料氮含量越高,則NOx排放量越高,而此時(shí)轉(zhuǎn)化率是下降的。

柴油與熱解油燃燒產(chǎn)生的NOx量存在很大差別。由于廢輪胎熱解油中氮的含量為0.64wt.%(550℃,而柴油的含氮量僅為0.002~0.03wt.%)。這是造成廢輪胎熱解油的NOx排放遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于柴油的NOx排放的主要原因。

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